1.前言
造血干细胞是血液系统的基石,也是体内唯一能够长期自我更新并分化出所有不同类型血细胞的祖先细胞。因此,了解造血干细胞的分子调控机制对于理解血液疾病发生的机理,以及开发治疗方法都有非常重要的意义。本文将介绍当前关于造血干细胞分子调控的最新研究进展,以希望能够深入探讨及加深人们对这方面知识的认识。
2.造血干细胞的分子机理
创建造血系统的起始阶段与早期造血干细胞(HSCs)的形成密切相关。HSCs起源于由胚胎源性前体细胞产生的多能性细胞团,这个细胞团经过一系列独特的细胞增殖和分化事件,最终产生出归巢至体内骨髓孔隙中的HSCs。此过程中伴随着大量细胞分裂和单克隆转化事件的发生,其中主要如下两个信号受控于不同的分子调控:
2.1 Notch信号通路
Notch信号通路是与干血细胞系统有关的一种重要信令,其在HSCs定位和早期造血过程中扮演着核心角色。结构上来说Notch信号通路由糖蛋白受体(Notch受体)和配体表达的细胞外部分、一个单通道跨膜域和具有转录激活性的CTF组成。在HSCs转化事件中,Notch受体的表达特点是复杂的,并且受一系列负反馈回路的控制。从某种意义上说,Notch信号的调控下降可以促进HSCs自我更新;另一方面,当HSCs不稳定或先天性失调时,Notch信号异常表现会导致类白血病病变的发生。
2.2 Wnt/β-catenin信号通路
Wnt/β-catenin信号通路用于机体在维持其造血能力和均衡时,调节产生细胞间皆存在的通讯和调控机制。在这种信号通路下,β-catenin通过将信息传递到核内,进而作用于共刺激基因之一的Lef1,以促进干细胞能够分化为血液系统中的各类细胞。然而,研究也表明Wnt通路异常激活可以产生HSCs滋养细胞的高度增殖,从而导致骨髓的受损。
3.造血干细胞在血液系统中的应用
造血干细胞移植是造血干细胞应用于人体最广泛的方式。通过收集HSCs,将其输入受体体内,并重新定位,因此制备的体内造血系统将免于受到一系列疾病和化疗的影响。同时,由于HSCs具有遗传学和转化学特性,因此任何一个HSCs都可能杂化、发生突变甚至成为异常珠(譬如造血系统疾病所特有的原始多塞细胞)。
- 3.1 病态情况下的造血干细胞移植应用
在研究与临床实践中,造血干细胞移植既有成功案例,也有失败案例。对于病态情况下的原代干细胞移植而言,必须使用全身正常或人源异种血液中的干细胞作为移植来源,而这些源干细胞是否适合或适用却仍是个问题。但对于许多目标患者而言,干细胞移植是迈向康复需突破的一条道路。
- 3.2 自体造血干细胞移植应用
相比治疗病态情况下的造血干细胞移植,自体造血干细胞移植是更加立足于干细胞产生和干细胞的应用研究。例如,对于某些自体免疫性病症,可以采用为该患者自身提取、分离干细胞,在体外培养出多能干细胞,并重新通过体内注射将其放入患者身上;此时的多能干细胞可以在重建免疫系统的同时,产生大量符合需要的脂联素(a统称血液循环中的“自由复分子”),进而承担其他功能。
4.结论
总之,造血干细胞分子调控是一个复杂多变的研究领域。随着激素和药物技术的持续发展,未来,人们将会更好的了解干细胞分子机理,并更好地运用这些技术治疗多种疾病。同时,开发细胞健康促进平衡或调节机制的应用正变得越来越重要。因此,对造血干细胞及其分子调控机制的深入了解才是未来治疗许多疾病的关键所在。